در اوایل ماه مه 2021، سایت ISAPP، پست‌بیوتیک‌ها را به‌عنوان «پیش سازی از میکروارگانیسم‌های بی‌جان ویا اجزای آن‌ها که برای سلامتی میزبان مفید است» تعریف کرد. این واقعیت که میکروب‌های غیرزنده ممکن است هنوز فواید سلامتی داشته باشند برای جامعه علمی جدید نیست و بیش از 20 سال پیش مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعات جدیدتری که اثرات سلامتی میکروب‌های غیر زنده را نشان می‌دهند، علاقه به این موضوع را برانگیخته و باعث شد که به‌ استفاده نوظهور از اصطلاح «پس‌بیوتیک» دقت و تعریفی واضح، مدرن و مختصر ارائه شود.

پست‌بیوتیک‌ها را می‌توان در مقابل پروبیوتیک‌ها قرار داد:

پروبیوتیک‌ها، میکروارگانیسم‌های زنده‌ای هستندکه وقتی به مقدار کافی تجویز شوند، برای سلامتی میزبان مفیداند. در عمل، پروبیوتیک‌ها احتمالاً همیشه با میکروب‌های بی‌جان همزیستی داشته‌اند، زیرا میکروب‌های زنده در مراحل تولید محصول می‌میرند. به نظر می رسد در گذشته وجود میکروب های بی جان به عنوان بخشی از محصولات پروبیوتیک واقعاً مورد توجه قرار نمی گرفت. همه ما می دانستیم که آنها آنجا هستند، اما فرض میکردیم که اهمیت محدودی دارند. با این حال، همانطور که پروبیوتیک‌ها را در نظر می‌گیریم، شاید باید دوباره به اجزای بی‌جان محصولات پروبیوتیک نگاه کنیم.

حضور سلول های بی جان در آماده سازی‌های پروبیوتیک: از آزمایشگاه تا محصول

یک لوپ از کشت تازه، یک شبه و زنده از یک سویه پروبیوتیک ممکن است هنوز حاوی سلول های مرده باشد (شکل 1). در طول تولید توده زیستی یک کشت پروبیوتیک، فراوانی سلول‌های زنده را می توان در مرحله رشد نمایی مشاهده کرد، اما با ورود کشت به فاز ساکن، افزایش قابل توجهی در نسبت سلول‌های غیر زنده رخ می دهد (شکل 2). با این حال، در محیط کشت تعداد بالایی از سلول‌های زنده روی محیط‌های آگار تأیید و مشاهده می شود. چند سال پیش، گزارش شد که کشت تازه یک سویه لاکتوباسیل، نسبت سلول‌های زنده به مرده را حدودا 100 به 1 نشان می دهد. با این حال، این نسبت ممکن است پس از خشک کردن انجمادی freeze-dryingبه 1:1 تغییر کند. با استفاده از روشر فلوسیتومتری، فناوری که امکان تعیین کمیت سلول‌های زنده و مرده را به روشی مستقل از کشت فراهم می‌کند، مورد مطالعه قرار گرفت. بنابراین، یک کشت اخیراً منجمد شده از یک سویه پروبیوتیک ممکن است حاوی  log CFU/g10¹⁰سلول زنده، اما همین مقدار سلول غیرقابل زنده نیز باشد.

 شکل (1-1)

 شکل (2-1)

شکل 1-1، بالا - تصاویر میکروسکوپ فلورسانس از کشت یک شبه (18 ساعت) بیفیدوباکتری و لاکتوباسیل (شکل2-1) که سلول های زنده (سبز) و غیرقابل زنده بودن (قرمز) را نشان می دهد. کیت Live/Dead BackLight Invitrogen^® برای رنگ آمیزی سلول ها استفاده شد.

مکمل‌های غذایی پروبیوتیک ممکن است بین 12 تا 24 ماه در دمای اتاق ماندگاری داشته باشند و در طول این مدت، بخشی از سلول‌ها احتمالاً ماندگاری خود را از دست می‌دهند. این بستگی به مقاومت ذاتی سویه، ماهیت ماتریس مورد استفاده برای خشک کردن انجمادی، فعالیت آب باقی مانده پس از لیوفیلیزاسیون، بسته بندی و شرایط نگهداری دارد. با در نظر گرفتن این موضوع، صنعت مکمل‌های پروبیوتیک، کپسول‌ها یا ساشه‌های پروبیوتیک را با 1.5 تا 4 برابر سلول‌های زنده بیش از حد پر می‌کند تا تضمین کنند که حداقل مقدار سلول‌های زنده در پایان عمر مفید تحویل داده می شود تا بتوانند سلامت مورد انتظار را ارائه دهند. با توجه به اینکه هم خشک کردن انجمادی و هم نگهداری طولانی مدت ممکن است به طور قابل توجهی میکروارگانیسم‌های بی جان را در یک مکمل پروبیوتیک افزایش دهند، می توان انتظار داشت که یک مکمل پروبیوتیک به راحتی می تواند از میکروارگانیسم های بی جان بیشتری نسبت به میکروارگانیسم های زنده تشکیل شده باشد.

با این حال، اگر محصولات حداقل مقدار سلول های زنده را برای ایجاد مزیت سلامتی ارائه دهند، این باعث می شود که محصول با تعریف پروبیوتیک ها مطابقت نداشته باشد، بنابراین نباید یک محصول پروبیوتیک در نظر گرفته شود. تمرکز در محصولات پروبیوتیک در طول آزمایشات بالینی پیشین، در طول عمر مفید یک محصول پروبیوتیک بوده است. شاید ما فقط از آنچه فراتر از اطلاعات به دست آمده توسط CFUدر حال وقوع است غافل بوده ایم. این بینش های جدید وضعیت یک محصول پروبیوتیک را تغییر نمی دهد، اما با توجه به اجزای پست بیوتیک، امکان داشتن محصولاتی با ویژگی های بهتر در آینده را فراهم می کند.

 شکل (1-2)

 شکل (2-2)

شکل 2، بالا - تصاویر میکروسکوپ فلورسانس از کشت لاکتوباسیل ها در فاز رشد نمایی (شکل 1-2) و اواخر ثابت (شکل 2-2) که سلول های زنده (سبز) و غیرقابل زنده (قرمز) را نشان می دهد. کیت Live/Dead BackLight Invitrogen^® برای رنگ آمیزی سلول ها استفاده شد.

آیا پروبیوتیک های مرده «پست بیوتیک» هستند؟

سهم این سلول های بی جان برای کشت پروبیوتیک ها چیست؟ در بیشتر موارد، هیچ مدرکی مبنی بر اثبات مزایای سلامتی پروبیوتیک های بی جان وجود ندارد. اما ممکن است دلیلی برای مشکوک شدن به آن داشته باشیم. به عنوان مثال، کشت زنده Bifidobacterium bifidum MIMBb75به طور قابل توجهی علائم سندرم روده تحریک پذیر را کاهش داد و کیفیت زندگی را در یک مطالعه دوسوکور و کنترل شده با دارونما زمانی که در 10⁹ CFUتحویل داد، بهبود بخشید، اما همان سویه برای همان پایان کار به همان اندازه خوب عمل کرد. زمانی که به عنوان یک کشت غیرفعال شده با گرما تحویل داده می شود. همچنین، یک سویه پروبیوتیک جدید نسل بعدی Akkermansia muciniphilaدر فرم زنده و پاستوریزه خود برای بهبود چندین پارامتر متابولیک در داوطلبان دارای اضافه وزن و چاقی به همان اندازه خوب عمل کرده است. در این موارد می توان گفت که هر دو سویه به طور همزمان با تعاریف پروبیوتیک و پست بیوتیک مطابقت دارند.

با این حال، آیا این بدان معناست که با از دست دادن تدریجی سویه در طول نگهداری محصول، به تدریج تبدیل به یک پس بیوتیک می شود؟ نه! این به این دلیل است که روش غیرفعال کردن سویه نقش مهمی در مزایای سلامتی دارد. به عنوان مثال، نمی توان محصولی که به تنهایی در قفسه‌ها سویه های آن مرده اند، مزایای سلامتی ارائه شده توسط آن را با سویه هایی که تحت غیرفعال سازی حرارتی قرار گرفته اند، دارای عملکرد یکسانی فرض کرد. برای مثال، عملیات حرارتی ممکن است نمایش فضایی پروتئین‌های سطحی را تغییر دهد و این ممکن است منجر به ظرفیت تعدیل‌کننده ایمنی متفاوت سویه در مقایسه با زنده‌مانی سلولی خود به خود و تدریجی از دست رفته در طول ذخیره‌سازی شود.

شناسایی محصولات پروبیوتیک با توجه به حضور سلول های غیر زنده

طبق تعریف، پروبیوتیک‌ها باید کمیت آن‌ها سنجیده شود. در گذشته، این کمی‌سازی به تعداد سلول‌های زنده محدود می‌شد که معمولاً از روش شمارش کلنی استفاده می‌شده است. این روش کاملاً مناسب است، زیرا پروبیوتیک‌ها باید زنده باشند. با این حال، آیا برای آینده، تعیین کمیت تعداد سلول‌های میکروبی غیر زنده نیز ضروری خواهد بود؟ با ظهور شواهدی مبنی بر اینکه این سلول‌های غیر زنده ممکن است دارای اجزای عملکردی باشند، می‌توان استدلال معقولی باشد مبنی بر اینکه این جزء از یک محصول پروبیوتیک به جا مانده است. این چالش بازار این است که محصولات پروبیوتیک باید عملکرد قابل مشاهده در آزمایشات را ارائه دهند. 

این نتایج بسیار متفاوت هستند و هیچ نشانه ای از سطح میکروب های غیر زنده را ارائه نمی دهند. عبارت اول یک معیار خاص از تعداد پایدار یک سویه در یک نقطه خاص از زمان است. مورد دوم حداقل هدف پایداری سویه را نشان می دهد و تعداد واقعی سلول های زنده می تواند بسیار بیشتر باشد. شمارش در تمام طول آزمایش به ندرت گزارش می شود، حتی اگر این تعداد در طول زمان به طور اساسی تغییر کنند. مقالات به ندرت گزارش می دهند که آیا از همان سویه یا از سویه متفاوتی، آماده سازی پروبیوتیک صورت گرفته است. نسبت بالقوه افزایش میکروب‌های بی جان هرگز گزارش نشده است. با توجه به پست‌بیوتیک‌ها، مطالعات آینده باید کمیت‌های میکروب‌های زنده و بی‌جان را گزارش کنند. اگرچه در حال حاضر مشخص نیست که میکروب های بی جان چه نقشی در اثربخشی پروبیوتیک ایفا می کنند، اولین قدم درک ترکیب محصولات پروبیوتیک  و پست بیوتیک است.

منبع: https://isappscience.org